биохимия экзамен. 1. Белки элементный и аминокислотный состав. Физиологическая роль белков. Первичная структура белков и ее информационная роль. Конформация белка этапы формирования, особенности влияния условий среды. Конформационная лабильность белков
 Скачать 6.55 Mb.
|
|
Основные клинические проявления гиповитаминоза А. Наиболее ранний и характерный признак недостаточности витамина А у людей и экспериментальных животных - нарушение сумеречного зрения (гемералопия, или "куриная" слепота). Специфично для авитаминоза А поражение глазного яблока - ксерофтальмия, т.е. развитие сухости роговой оболочки глаза как следствие закупорки слёзного канала в связи с ороговением эпителия. Это, в свою очередь, приводит к развитию конъюнктивита, отёку, изъязвлению и размягчению роговой оболочки, т.е. к кератомаляции. Ксерофтальмия и кератомаляция при отсутствии соответствующего лечения могут привести к полной потере зрения. Витамин Д. Биологическая роль. В организме человека витамин D3 гидроксилируется в положениях 25 и 1 и превращается в биологически активное соединение 1,25-дигидроксихолекальциферол (кальцитриол). Кальцитриол выполняет гормональную функцию, участвуя в регуляции обмена Са2+ и фосфатов, стимулируя всасывание Са2+ в кишечнике и кальцификацию костной ткани, реабсорбцию Са2+и фосфатов в почках. При низкой концентрации Са2+ или высокой концентрации D3 он стимулирует мобилизацию Са2+ из костей. Недостаточность. При недостатке витамина D у детей развивается заболевание "рахит", характеризуемое нарушением кальцификации растущих костей. При этом наблюдают деформацию скелета с характерными изменениями костей (Х- или о-образная форма ног, "чётки" на рёбрах, деформация костей черепа, задержка прорезывания зубов). Избыток. Поступление в организм избыточного количества витамина D3 может вызвать гипервитаминоз D. Это состояние характеризуется избыточным отложением солей кальция в тканях лёгких, почек, сердца, стенках сосудов, а также остеопорозом с частыми переломами костей. Витамин К. Биологическая функция витамина К связана с его участием в процессе свёртывания крови. Он участвует в активации факторов свёртывания крови: протромбина (фактор II), проконвертина (фактор VII), фактора Кристмаса (фактор IX) и фактора Стюарта (фактор X). Эти белковые факторы синтезируются как неактивные предшественники. Один из этапов активации - их карбоксилирование по остаткам глутаминовой кислоты с образованием у-карбоксиглутаминовой кислоты, необходимой для связывания ионов кальция. Витамин К участвует в реакциях карбоксилирования в качестве кофермента. Основное проявление авитаминоза К - сильное кровотечение, часто приводящее к шоку и гибели организма. 31.Ось гипоталамус-гипофиз-кора надпочечников. Гормоны коры надпочечников глюкокортикоиды: строение, биосинтез, регуляция секреции, механизм действия, влияние на обмен веществ: углеводный, белковый, липидный, катаболизм. Другие эффекты глюкокортикоидов на клеточном и органном уровнях (десенсибилизирующий, противовоспалительный), применение этих гормонов и их синтетических аналогов в клинической практике. Гиперкортицизм - болезнь Иценко-Кушинга. Ключевой системой в гормональной регуляции выступает гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая система. Эта ось является главным регулятором всех важных реакций, которые обеспечивают целостность жизненных процессов в организме. Ось гипоталамус-гипофиз-надпочечники (ГГН) представляет собой сложную схему в цепочке взаимодействий и сигналов трех важных органов, входящих в систему. В коре надпочечников синтезируется более 40 различных стероидов, различающихся по структуре и биологической активности. Кортикостероиды в зависимости от их преобладающего действия делят на 3 основные класса: глюкокортикоиды, минералокортикоиды и андрогены. Глюкокортикоиды: - Строение: Производные холестерола – стероиды. Основным гормоном у человека является кортизол. - Синтез: Осуществляется в сетчатой и пучковой зонах коры надпочечников. - Регуляция: Активируется синтез с помощью АКТГ, обеспечивающим нарастание концентрации кортизола в утренние часы, к концу дня содержание кортизола снова снижается. Кроме этого, имеется нервная стимуляция секреции гормонов. - Механизм действия: Цитозольный - Мишени и эффекты: * Белковый обмен: Значительно повышает катаболизм белков в мышечной, лимфоидной, эпителиальной (слизистые оболочки и кожа) тканях, менее существенно в жировой и костной тканях. Однако в печени в целом стимулирует анаболизм белков. * Углеводный обмен: Стимуляция глюконеогенеза посредством увеличения синтеза фосфоенолпируваткарбоксикиназы (совместно с глюкагоном) и синтеза аминотрансфераз, обеспечивающих использование углеродного скелета аминокислот. Увеличение синтеза гликогена в печени за счет активации фосфатаз и дефосфорилирования гликогенсинтазы. Снижение проницаемости мембран для глюкозы в инсулинзависимых тканях. В целом вызывают повышение концентрации глюкозы крови. * Жировой обмен: Увеличение липолиза в жировой ткани совместно с АКТГ, СТГ, катехоламинами. * Водно–электролитный обмен: Прямой минералокортикоидный эффект на канальцы почек вызывает реабсорбцию натрия и потерю калия. Подавление секреции вазопрессина и увеличение активности РААС приводит к потере воды и излишней задержке натрия в организме. * Другие эффекты: Повышает чувствительность бронхов и сосудов к катехоламинам, что обеспечивает нормальное функционирование ССС. * Противовоспалительное и иммунодепрессивное действие: • увеличивает перемещение лимфоцитов, моноцитов, эозинофилов и базофилов в лимфоидную ткань, • повышение уровня лейкоцитов в крови за счет их выброса из костного мозга и тканей, • подавление функций лейкоцитов и тканевых макрофагов через снижение синтеза эйкозаноидов посредством нарушения транскрипции ферментов фосфолипазы А2 и циклооксигеназы. • снижение эпителизации - Патология: * Гипофункция: • болезнь Аддисона (первичная недостаточность) проявляется гипогликемией, повышенной чувствительностью к инсулину, анрексией, снижением веса, слабостью, гипотензией, гипонатриемией и гиперкалиемией, усилением пигментации кожи и слизистых (компенсаторное увеличение количества АКТГ, обладающего небольшим меланотропным действием). • вторичная недостаточность (опухоли, инфаркты надпочечников) – при дефиците АКТГ возникают те же симптомы, кроме пигментации. * Гиперфункция: • болезнь Кушинга при избытке АКТГ, опухоли надпочечников: гипергликемия, снижение толерантности к глюкозе, повышение азота крови, лейкопения, иммунодефициты, истончение кожи, язвенная болезнь, ожирение лица и туловища (связана с повышенным влиянием инсулина при гипергликемии на жировую ткань). 32.Ось гипоталамус-гипофиз-гонады. Женские половые гормоны. Система мать-плацента- плод. Регуляторная ось гипоталамус–гипофиз–гонады является сложной иерархической структурой эндокринной системы, призванной поддерживать гормональный гомеостаз в сфере половых гормонов. Гипоталамус в импульсном режиме с частотой 1 раз в 90 минут секретирует гонадотропный релизинг-гормон (ГнРГ). Посредством его гипоталамус управляет гипофизом в части, касающейся выработки в кровь половых тропинов – фолликулостимулирующий (ФСГ) и лютеинизирующий (ЛГ) гормоны. Существует обратная связь между центральными отделами регуляции и «периферией». По мере нарастания концентрации половых гормонов в крови меняется ритм секреции ГнРГ и чувствительность гипофиза к нему, в результате чего продукция гипофизарных тропинов меняется. Концентрация гонадотропина, ответственного за секрецию половых стероидов, понижается. Уровень тропина, контролирующего деление гамет, возрастает. Женские половые гормоны: эстрогены и прогестерон - Синтез: эстрогены - в фолликулах яичников, прогестерон – в желтом теле. - Механизм действия: Цитозольный - Регуляция: Синтез эстрогенов последовательно активируется ЛГ и ФСГ, прогестерона – ЛГ. В начале цикла несколько фолликулов начинают увеличиваться в размерах в ответ на ФСГ–стимуляцию. Затем один начинает расти быстрее. Под влиянием ЛГ гранулезные клетки этого фолликула синтезируют эстрогены, которые подавляют секрецию ФСГ и способствуют регрессии других фолликулов. Накопление эстрогенов является стимулом к секреции ФСГ и ЛГ перед овуляцией. Высокие концентрации стероидов подавляют секрецию гонадотропных гормонов, желтое тело в результате дегенерирует и синтез стероидов снижается. Это вновь активирует синтез ФСГ и цикл повторяется. - Мишени и эффекты: * Эстрогены активируют синтез белка и нуклеиновых кислот в органах половой сферы. А. При половом созревании: • ускоренный рост и закрытие эпифизов длинных костей • определяют распределение жира на теле • стимулируют развитие влагалища, маточных труб, матки, развитие стромы и протоков грудных желез • рост подмышечных и лобковых волос Б. У взрослых: • активирует в печени синтез транспортных белков для тироксина, железа, меди и т.п. • стимулирует синтез факторов свертывания крови – II, VII, IX, X, плазминогена, фибриногена, подавляет синтез антитромбина III и адгезию тромбоцитов • рост железистого эпителия эндометрия • снижают резорбцию кальция из костной ткани • подавляют перистальтику кишечника, что повышает абсорбцию веществ * Прогестерон: • повышает активность липопротеинлипазы • увеличивает концентрацию инсулина в крови • подавляет реабсорбцию натрия в почках • ускоряет выведение азота из организма женщины • расслабляет мышцы беременной матки • обусловливает рост молочной железы при беременности Система мать-плацента-плод: Система мать-плацента-плод - единая функциональная система, которая образуется сразу же после зачатия и обеспечивает поддержание оптимальных условий развития эмбриона и плода в организме беременной женщины. Особенности функциональной системы мать-плацента-плод: • время существования ограничено сроком беременности; • только организм женщины способен к формированию данной функциональной системы; • в процессе становления и развития функциональной системы принимают участие как нормальные процессы, так и патологические, но необходимые для прогрессирования гестационного процесса и развития плода; • в ее становлении и развитии существуют «критические периоды», определяющие либо само дальнейшее ее существование, либо существенные отклонения в нормальном развитии плода; • функциональная система имеет своей конечной целью не только рождение живого доношенного жизнеспособного новорожденного, но и оптимальную адаптацию организма женщины к гестационному процессу (т.е. физиологическое течение беременности). 33.Ось гипоталамус-гипофиз-щитовидная железа. Гормоны щитовидной железы, влияние на обмен веществ. Щитовидная железа - эндокринная железа, вырабатывающая йодсодержащие гормоны (йодтиронины), участвующие в регуляции обмена веществ и росте отдельных клеток, а также организма в целом — тироксин (T4) и трийодтиронин (T3). На деятельность щитовидной железы влияют гормоны, вырабатываемые двумя другими органами: 1) Гипофизом, расположенным в основании головного мозга, вырабатывается тиреотропный гормон (ТТГ). 2) Гипоталамусом, небольшой структурой головного мозга, расположенной выше гипофиза, вырабатывается тиреотропин-высвобождающий гормон (ТРГ). Снижение уровня гормонов щитовидной железы в крови обнаруживается гипоталамусом. Он выделяет ТРГ, тем самым, стимулируя выделение ТТГ гипофизом. В свою очередь, увеличение уровня ТТГ, стимулирует выработку гормонов щитовидной железы, в результате чего содержание гормонов щитовидной железы в крови возвращается к нормальному уровню. Этот принцип регуляции носит название "отрицательной обратной связи». Гормоны щитовидной железы делятся на два различных класса: йодитиронины (тироксин, трийодтиронин) и кальцитонин. Из двух этих классов гормонов щитовидной железы тироксин и трийодтиронин регулируют основной обмен организма (тот уровень энергозатрат, который необходим для поддержания жизнедеятельности организма в состоянии полного покоя), также регулируют функции ССС, ЖКТ, психическую и половую деятельность, а кальцитонин участвует в регуляции обмена кальция и развития костной ткани. 34.Основные пути поступления и использования аминокислот в организме человека.Переваривание белков, всасывание аминокислот. Пептидазы желудка и поджелудочной железы. *Источники свободных аминокислот в клетках - белки пищи, собственные белки тканей и синтез аминокислот из углеводов. *Многие клетки, за исключением высокоспециализированных (например, эритроцитов), используют аминокислоты для синтеза белков, а также большого количества других веществ: фосфолипидов мембран, гема, пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов, биогенных аминов (катехоламинов, гистамина) и других соединений *В пищевых продуктах содержание свободных аминокислот очень мало. Подавляющее их количество входит в состав белков, которые гидролизуются в ЖКТ под действием ферментов протеаз (пептидщцролаз). Специфичность этих ферментов заключается в том, что каждый из них с наибольшей скоростью расщепляет пептидные связи, образованные определёнными аминокислотами. Протеазы, гидролизующие пептидные связи внутри белковой молекулы, относят к группе эндопептидаз. Ферменты, относящиеся к группе экзопептидаз, гидролизуют пептидную связь, образованную концевыми аминокислотами. Под действием всех протеаз ЖКТ белки пищи распадаются на отдельные аминокислоты, которые затем поступают в клетки тканей. Переваривание – процесс гидролиза веществ до их ассимилируемых форм. Всасывание – процесс поступления веществ из просвета ЖКТ в кровеносное русло. Переваривание белков в желудке: Основная пищеварительная функция желудка заключается в том, что в нём начинается переваривание белка. Существенную роль в этом процессе играет соляная кислота. Белки, поступающие в желудок, стимулируют выделение гистамина и группы белковых гормонов - гастринов, которые, в свою очередь, вызывают секрецию НСI и профермента - пепсиногена. НСI образуется в обкладочных клетках желудочных желёз в ходе реакций. Под действием НСl происходит денатурация белков пищи, не подвергшихся термической обработке, что увеличивает доступность пептидных связей для протеаз. НСl обладает бактерицидным действием и препятствует попаданию патогенных бактерий в кишечник. Кроме того, соляная кислота активирует пепсиноген и создаёт оптимум рН для действия пепсина. !Главные клетки вырабатывают пепсиногены (пепсин, гастриксин, реннин), обкладочные (париетальные) — соляную кислоту, добавочные и мукоциты — мукоидный секрет. Фундальные железы содержат все три типа клеток. Ферменты желудка Пепсиноген неактивный фермент, синтезируется в главных клетках. В просвете желудка под действием НС1 от N-конца пепсиногена отщепляется пептид в 42 аминокислотных остатка, который содержит почти все положительно заряженные аминокислоты, имеющиеся в пепсиногене. При этом пепсиноген превращается в активный пепсин, он состоит преимущественно из отрицательно заряженных аминокислот, которые участвуют в формировании активного центра. Образовавшиеся под действием НС1 активные молекулы пепсина быстро активируют остальные молекулы пепсиногена аутокатализом. Пепсин – эндопептидаза. Пепсин гидролизует внутренние пептидные связи в белке с образованием коротких пептидов. Гастриксин – эндопептидаза, Образуется из пепсиногена, гидролизует внутренние пептидные связи в белке с образованием коротких пептидов. Реннин (химозин) – эндопептидаза, вызывает створаживание молока в присутствии ионов кальция, образуя нерастворимый сгусток, чем предотвращает быстрый выход молока из желудка. В желудке взрослых людей реннина нет, молоко у них створаживается под действием НС1 и пепсина. Пепсин, реннин и гастриксин имеют сходство по первичной структуре, что указывает на их происхождение от общего гена-предшественника. Муцин – мукопротеид образующий слизь. Существует в 2 формах: нерастворимая фракция - покрывает поверхность слизистой оболочки и изолирует эпителий от пищеварительного процесса (механическая и химическая защита); растворимая фракция - образует коллоидную систему, в которой растворены компоненты желудочного сока. Обладает буферными свойствами, способна нейтрализовать кислотность или щелочность. Фактор Касла – гастромукопротеид, содержит пептид, отщепляющийся оп пепсиногена (секрет главных клеток) и мукоид (секрет добавочных клеток). Фактор Касла связывает «внешний фактор» – витамин В12, предотвращает его разрушение и способствует всасыванию. Лизоцим - белок, обеспечивающий бактерицидные свойства желудочного сока. Переваривание белков в кишечнике: Переваривание белков происходит в кишечнике под действием пищеварительных соков поджелудочной железы и тонкой кишки. Панкреатический сок Для пищеварения в поджелудочной железе синтезируется сложный по составу сок, который представляет собой бесцветную опалесцирующую жидкость с величиной рН=7,5-8,8. В сутки выделяется 1,5-2,5 литра сока. В состав поджелудочного сока входят вода и сухой остаток, который представлен неорганическими и органическими веществами. В соке содержится 5-6г общего белка, катионы Na+ Ca2+, К+, Мg2+ и анионы Cl- , SO32-, HPO42-, особенно много в нем бикарбонатов. В панкреатическом соке содержится большое количество гидролитических ферментов: липаз, фосфолипаз, эстераз, нуклеаз, амилаз, мальтаз и в неактивной форме эндопептидаз и экзопептидаз. Специфичность действия протеаз Трипсин преимущественно гидролизует пептидные связи, образованные карбоксильными группами аргинина и лизина. Химотрипсины наиболее активны в отношении пептидных связей, образованных карбоксильными группами ароматических аминокислот (Фен, Тир, Три). Карбоксипептидазы А и В — цинксодержащие ферменты, отщепляют аминокислоты с С-конца. Поджелудочный сок обеспечивает в просвете кишки полостное переваривание. Ферменты поджелудочной железы гидролизуют полипептиды пищи до олигопептидов и аминокислот. Кишечный сок Кишечный сок является продуктом деятельности всей слизистой оболочки кишечника и представляет собой неоднородную вязкую жидкость, с величиной рН=7,2-8,6 (с усилением секреции рН повышается). За сутки у человека в тонкой кишке выделяется до 2,5л сока, а в толстой кишке - 50-100мл сока. Кишечный сок продуцируется в основном бруннеровыми железами 12-перстной кишки и либеркюновыми железами 12-перстной, тощей и подвздошной кишок. Основной компонент кишечного сока - вода, в которой растворены органические (белки, аминокислоты, промежуточные продукты обмена, слизь) и неорганические (хлориды, бикарбонаты, фосфаты натрия, калия, кальция) компоненты. Экзопептидазы (аминопептидазы, три- и дипептидазы) синтезируются кишечником сразу в активной форме, они гидролизуют оставшиеся олигопептиды до аминокислот. Аминопептидазы последовательно отщепляют N-концевые аминокислоты пептидной цепи. · Лейцинаминопептидаза — Zn2+- или Мn2+-содержащий фермент, обладает широкой специфичностью по отношению к N-концевым аминокислотам. · Аланинаминопептидаза. Трипептидазы расщепляют трипептиды на дипептиды и аминокислоты, а дипептиды гидролизуют на аминокислоты дипептидазы. Ферменты кишечного сока функционируют преимущественно в составе гликокаликса щеточной каемки кишечного эпителия, обеспечивая пристеночное и мембранное пищеварение. ВСАСЫВАНИЕ АМИНОКИСЛОТ В КИШЕЧНИКЕ Всасывание L-аминокислот (но не D) — активный процесс, в результате которого аминокислоты переносятся через кишечную стенку от слизистой её поверхности в кровь. Известно пять специфических транспортных систем, каждая из которых функционирует для переноса определённой группы близких по строению аминокислот: 1. нейтральных, короткой боковой цепью (аланин, серии, треонин); 2. нейтральных, с длинной или разветвлённой боковой цепью (валин, лейцин, изолейцин); 3. с катионными радикалами (лизин, аргинин); 4. с анионными радикалами (глутаминовая и аспарагиновая кислоты); 5. иминокислот (пролин, оксипролин). Существуют 2 основных механизма переноса аминокислот: симпорт с натрием (L-аминокислота поступает в энтероцит путём симпорта с ионом Na+. Далее специфическая транслоказа переносит аминокислоту через мембрану в кровь. Обмен ионов натрия между клетками осуществляется путём первично-активного транспорта с помощью Na+, К+-АТФ-азы.) γ-глутамильный цикл Поступление аминокислот в организм осуществляется двумя путями: через воротную систему печени, ведущую прямо в печень, и по лимфатическим сосудам, сообщающимся с кровью через грудной лимфатический проток. Максимальная концентрация аминокислот в крови достигается через 30—50 мин после приёма белковой пищи (углеводы и жиры замедляют всасывание аминокислот). Аминокислоты при всасывании конкурируют друг с другом за специфические участки связывания. Например, всасывание лейцина (если концентрация его достаточно высока) уменьшает всасывание изолейцина и валина. 35. Общие пути превращения аминокислот. Катаболические превращения аминокислот по α-NH2 группе, по α-СООН группе и по углеродному «скелету». Декарбоксилирование аминокислот, биогенные амины, биологическая роль, пути обезвреживания. Аминокислоты, образующиеся при переваривании белков и поступающие в клетки тканей, подвергаются катаболизму и анаболизму, а также специфическим реакциям, в результате которых синтезируются биологически активные соединения. Катаболизм большинства аминокислот начинается с Отщепления α-аминогруппы. Аминокислота теряет аминогруппу в результате двух типов реакций: трансаминирования и дезаминирования. ДЕКАРБОКСИЛИРОВАНИЕ АМИНОКИСЛОТ И ИХ ПРОИЗВОДНЫХ Некоторые АК и их производные могут подвергаться декарбоксилированию – отщеплению α-карбоксильной группы. Реакцию необратимо катализируют декарбоксилазы, которые содержат в активном центре пиридоксальфосфат. Механизм реакции похож на реакцию переаминирования. (см. 36 вопрос) Продуктами реакции являются СО2 и биогенные амины, выполняющие регуляторные функции (гормоны, тканевые гормоны, нейромедиаторы). Биогенные амины: Серотонин образуется из три в надпочечниках, ЦНС и тучных клетках. Серотонин – возбуждающий нейромедиатор средних отделов мозга (проводящих путей) и гормон. Стимулирует сокращение гладкой мускулатуры, вазоконстриктор, регулирует АД, температуру тела, дыхание, антидепрессант. ГАМК образуется и разрушается в ГАМК-шунте ЦТК в высших отдела мозга. Он имеет очень высокую концентрацию. ГАМК – тормозной нейромедиатор (повышает проницаемость постсинаптических мембран для К+), повышает дыхательную активность нервной ткани, улучшает кровоснабжение головного мозга. Гистамин образуется в тучных клетках. Секретируется в кровь при повреждении ткани, развитии иммунных и аллергических реакций. Гистамин – медиатор воспаления, аллергических реакций, пищеварительный гормон: 1. стимулирует секрецию желудочного сока, слюны; 2. повышает проницаемость капилляров, расширение сосудов, покраснение кожи, вызывает отеки, снижает АД (но увеличивает внутричерепное давление, вызывает головную боль); 3. сокращает гладкую мускулатуру легких, вызывает удушье; 4. вызывает аллергическую реакцию; 5. нейромедиатор; 6. медиатор боли. Дофамин образуется (фен → тир → ДОФА → дофамин) в мозге и мозговом веществе надпочечников. Дофамин – нейромедиатор среднего отдела мозга. 36.Трансаминирование (переаминирование). Химизм процесса, характеристика трансаминаз, роль витамина В6 в трансаминировании.Аланиновая (АлАТ) и аспарагиновая (АсАТ) аминотрансферазы. Клиническое значение определения содержания трансаминаз в крови и тканях.Биологическое значение реакций трансаминирования. Коллекторная функция α-кетоглутарата в процессе трансаминирования. Трансаминирование — реакция переноса α-аминогруппы с АК на α-кетокислоту, в результате чего образуются новая α-кетокислота и новая АК. Процесс трансаминирования легко обратим, при нем общее количество АК в клетке не меняется.  Реакции катализируют аминотрансферазы, коферментом которых служит пиридоксальфосфат (ПФ) — производное витамина В6 (пиридоксина). У человека найдено более 10 аминотрансфераз, которые локализуются в цитоплазме и митохондриях клеток. В реакции трансаминирования вступают почти все АК, за исключением лизина, треонина и пролина.  Механизм переаминирования  Вначале, АК передает свою аминогруппу на пиродоксальфосфат. АК при этом превращается в кетокислоту, а пиродоксальфосфат - в пиридоксАминФосфат. Затем, реакции идут в обратную сторону: но уже другая кетокислота, принимает аминогруппу от пиридоксаминфосфата и превращается в новую АК, а пиридоксаминфосфат в пиродоксальфосфат. |